Κοροναϊός : Θεραπεία της COVID-19 με υψηλή τεχνολογία του CERN

Οι επιστήμες των Μηχανικών και της Φυσικής μπορεί να μην προβάλλονται ιδιαίτερα την περίοδο της υγειονομικής κρίσης και με όλα τα επικοινωνιολογικά «πόστα» κατειλημμένα από την Ιατρική και τη Βιολογία, ωστόσο οι καθηγητές του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου και οι συνεργάτες τους στο CERN της Γενεύης δεν έκατσαν με τα χέρια σταυρωμένα, αλλά βγήκαν στην πρώτη γραμμή της μάχης.

Ενα διεθνές επιστημονικό έργο που δημιούργησε ένα καινοτόμο σύστημα αναπνευστικής συσκευής για τους ασθενείς της Covid-19 αναπτύχθηκε με τη συμμετοχή ΕΜΠ και CERN μαζί. Η συσκευή μπορεί μελλοντικά να αποδειχθεί σωτήρια για εκατοντάδες ζωές.

Οπως δε εξηγεί στα «ΝΕΑ» ο ομότιμος καθηγητής Σωματιδιακής Φυσικής του ΕΜΠ Ευάγγελος Γαζής «η συσκευή αυτή περιλαμβάνει ενσωματωμένο μικρο-υπολογιστή για την παροχή αέρα και οξυγόνου στον ασθενή με δυνατότητες αυτόματης ανάδρασης και αλλαγής παραμέτρων τροφοδοσίας αναπνοής, ανάλογα με τη φυσική κατάστασή του».

«Η πρότυπη συσκευή με την ολοκλήρωσή της αναμένεται να δοκιμαστεί από εμπειρογνώμονες στον τομέα της υγείας, αποτελεί δε ένα παράδειγμα ανάπτυξης της τεχνολογίας του CERN στην υπηρεσία της κοινωνίας σε αυτούς τους προβληματικούς καιρούς» προσθέτει ο αναπληρωτής καθηγητής του ΕΜΠ και διευθυντής του Εργαστηρίου Ταχείας Κατασκευής Πρωτοτύπων και Εργαλείων Βασίλειος Σπιτάς.

Οι επιστήμονες του ΕΜΠ, πρωτοπόρου άλλωστε τεχνολογικού Ιδρύματος στη χώρα, κινούνται σε πολλά επίπεδα στην προσπάθειά τους να προσφέρουν όποια βοήθεια μπορούν στην περίοδο της κρίσης που βιώνουμε, ενώ ο πρύτανής του Ανδρέας Μπουντουβής κινητοποίησε άμεσα επιστημονικό προσωπικό και εργαστήρια. Ετσι, πέραν της έρευνάς τους, προχώρησαν μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα και στην κατασκευή μέσω της μεθόδου του 3D Printing πλαστικών εξαρτημάτων και συναρμολογημάτων που αποτελούν απαραίτητο υγειονομικό υλικό για τα νοσοκομεία της χώρας (μάσκες πολλών χρήσεων με φίλτρα, αναπνευστήρες για ΜΕΘ κ.λπ.). Ο σχεδιασμός και η παραγωγή της συγκεκριμένης παρτίδας έγινε μάλιστα με τη συνδρομή πολλών καθηγητών και φοιτητών που συμμετείχαν με ενθουσιασμό στην υλοποίηση της ιδέας.

Ο νέος αναπνευστήρας

Τι προηγήθηκε της κατασκευής του νέου αναπνευστήρα; Το ΕΜΠ και οι καθηγητές του έχουν πλέον μόνιμη και πολυετή συνεργασία με το CERN, στο οποίο άλλωστε εργάζονται και πολλοί έλληνες ερευνητές. Οπως λένε οι εκπρόσωποί του, το Εργαστήριο Πειραματικής Φυσικής Υψηλών Ενεργειών και Συναφούς Οργανολογίας της Σχολής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, με τον ομότιμο καθηγητή Ευάγγελο Γαζή και το Εργαστήριο Ταχείας Κατασκευής Προτύπων και Εργαλείων με τον Βασίλειο Σπιτά συμμετείχαν στο διεθνές πρόγραμμα σχεδιασμού ενός νέου καινοτομικού αναπνευστήρα.

Οπως λέει ο Ευάγγελος Γαζής, το φορητό αυτό σύστημα παροχής μείγματος οξυγόνου με βάση τον ρυθμό αναπνοής του ασθενούς αλλά και με άλλες παραμέτρους μπορεί να αποτελέσει μοναδικό βοηθητικό εργαλείο για την αντιμετώπιση των ασθενών στις ΜΕΘ των νοσοκομείων.

«Από την άλλη πλευρά, είναι γνωστό ότι η παγκόσμια ιατρική κοινότητα αντιμετωπίζει σήμερα μια κρίσιμη έλλειψη ιατρικού εξοπλισμού για την αντιμετώπιση της πανδημίας COVID-19» συνεχίζει ο ίδιος. «Αυτό ισχύει για τους αναπνευστήρες οι οποίοι κατά τη διάρκεια της θεραπείας που σχετίζεται με την ασθένεια της COVID-19 κατά την έναρξη αλλά και κατά τη φάση εντατικής θεραπείας, όπως και κατά τη διάρκεια των πολύ εκτεταμένων χρόνων ανάκτησης. Οι εταιρείες αυξάνουν την παραγωγή των αναπνευστήρων, αλλά δεν θα είναι ικανοποιητική για την κάλυψη της ζήτησης, σύμφωνα με τις τρέχουσες προβλέψεις».

Οπως εξηγεί ο Βασίλειος Σπιτάς, «η έννοια του HEV (High Energy physics Community Ventilator) βασίζεται σε σχεδιασμό ώστε να είναι σχετικά απλή στη χρήση. Η κατασκευή προβλέπεται να έχει φθηνό κόστος και να συμμορφώνεται με τα νοσοκομειακά πρότυπα για τις εξωτερικές συνδέσεις και τους τρόπους λειτουργίας ώστε να υποστηρίζει τους απαιτούμενους τρόπους λειτουργίας». Ο σχεδιασμός του νέου αναπνευστήρα βέβαια βασίζεται στο σύνολο των οδηγιών που παρέχονται από υπηρεσίες υγείας των κρατών-μελών της ΕΕ σχετικά με τα συστήματα ταχείας κατασκευής και λειτουργίας αντίστοιχων μηχανημάτων.

«Βομβαρδισμός» των πνευμόνων με σωματίδια

Οπως εξηγούν οι δύο επιστήμονες, έχει αρχίσει η μελέτη δύο προγραμμάτων θεραπείας των ασθενών από κορωνοϊό, με βομβαρδισμό των πνευμόνων του ασθενούς με σωματίδια, κυρίως ηλεκτρόνια με πολύ μεγάλη ενέργεια. «Εχει μελετηθεί ότι η εξόντωση του στελέχους του κορωνοϊού με σωματίδια είναι πιο αποτελεσματική εξαιτίας της διατήρησης μετά τον βομβαρδισμό των πρωτεϊνών του οργανισμού σε κυτταρικό επίπεδο σε σχέση με τη θεραπεία με ακτίνες – Χ ή – γ, όπου μαζί με την καταστροφή των ιών καταστρέφονται και οι ανθρώπινοι ιστοί» λέει ο καθηγητής Γαζής.

Πάντως ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Ερευνας στη Σωματιδιακή Φυσική CERN και η διοίκησή του από την αρχή της πανδημίας έθεσαν επίσης πολλά από τα εργαστήριά του και αρκετούς επιστήμονες στην υπηρεσία του Παγκοσμίου Οργανισμού Υγείας καθώς και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Μοριακής Βιολογίας (EMBL) και του Ευρωπαϊκού Ινστιτούτου Βιοπληροφορικής (ΕΒΙ). Η ειδική ομάδα που συγκροτήθηκε για το θέμα μάλιστα ανέλαβε να ταυτοποιήσει και να υποστηρίξει με τη συμμετοχή των 18.000 ερευνητών της από όλο τον κόσμο ιδέες και προτάσεις εναντίον της πανδημίας με εκατοντάδες μηνύματα προκειμένου να φτάσει στον σχεδιασμό και στην ανάπτυξη εξελιγμένου ιατρικού εξοπλισμού.

Σαν ταινία επιστημονικής φαντασίας

Τα πράγματα προχωρούν επιστημονικά γρήγορα στον Οργανισμό, όπως και οι μέθοδοι πρόληψης και ελέγχου της πανδημίας. Πρόσφατα δε ανέπτυξε μικρή συσκευή, όσο το μέγεθος πιστωτικής τραπεζικής κάρτας με την ονομασία Proximeter = Μετρητής γειτνίασης, το οποίο έχει βομβητή που ενεργοποιείται όταν δύο ερευνητές έρθουν σε μικρότερη απόσταση των 2 μέτρων και περισσότερο από 30 δευτερόλεπτα. Θα είναι υποχρεωτική η χρήση αυτής της συσκευής από τον Μάρτιο 2021 για όλους του εργαζομένους εντός των εγκαταστάσεων του οργανισμού…